Pesquisa liderada pela Universidade de St Andrews e publicada ontem (segunda-feira, 6 de fevereiro) em Natureza - fornece uma nova visão sobre como a vida evoluiu junto com as mudanças na química da superfície da Terra. Esses pesquisadores examinaram os registros geoquímicos do 'Grande Evento de Oxidação' da Terra, há 2,3 bilhões de anos, e capturou pela primeira vez a resposta do ciclo do nitrogênio a esta grande transição no ambiente da superfície da Terra.

O estudo, que foi liderado pelo Dr. Aubrey Zerkle da Escola de Ciências da Terra e Ambientais em St Andrews, preenche uma lacuna de aproximadamente 400 milhões de anos em registros geoquímicos de uma mudança dramática que ocorreu no meio da história da Terra, quando o oxigênio (O2) se acumulou pela primeira vez na atmosfera.

O Dr. Zerkle explicou:"O 'Grande Evento de Oxidação' foi indiscutivelmente a mudança ambiental mais dramática da história da Terra. Foi fundamental para o desenvolvimento do ambiente hospitaleiro que habitamos hoje, pois era um pré-requisito para a evolução dos animais que universalmente requerem O2 para viver.

"Reviravoltas catastróficas em condições de superfície anteriores como essas fornecem uma janela crítica para os cientistas da Terra estudarem como a biosfera responde às mudanças ambientais. Entender como a vida neste planeta respondeu às mudanças geoquímicas no passado nos ajudará a prever com mais clareza a resposta a mudanças futuras, incluindo o aquecimento do clima da Terra. Também informará nossa busca por planetas habitáveis ​​em outros sistemas solares. "

‌Os núcleos de rocha que a Dra. Zerkle e seus colegas estudaram, da National Core Library em Donkerhoek, África do Sul, foram usados ​​recentemente para datar a ocorrência do Grande Evento de Oxidação, e oferecem informações importantes sobre como esse evento afetou a disponibilidade de nitrogênio. O nitrogênio é um elemento essencial em todos os organismos vivos, necessário para a formação de proteínas, aminoácidos, DNA e RNA. Como um "nutriente" chave, nitrogênio, portanto, controla a produtividade primária global, que por sua vez regula o clima, intemperismo, e a quantidade de oxigênio na superfície da Terra.

Apesar da importância do nitrogênio para a vida, grandes lacunas existiam nos registros geoquímicos anteriores de como o ciclo do nitrogênio respondeu a eventos críticos na história da Terra. O resultado da pesquisa do Dr. Zerkle é um conjunto único de registros de alta resolução de isótopos de nitrogênio em rochas sedimentares que registram as condições ambientais durante o Grande Evento de Oxidação. Esses registros detalhados documentam o início imediato de um ecossistema movido a nitrato de estilo moderno, aparecendo simultaneamente com a primeira evidência de O2 na atmosfera.

Ela explicou:"Nossos dados mostram a primeira ocorrência de nitrato generalizado, que poderia ter estimulado a rápida diversificação de organismos complexos, na esteira da oxigenação global. Os blocos de construção estavam aparentemente no lugar, a questão que permanece é por que a evolução eucariótica foi aparentemente paralisada por mais um bilhão de anos. "

Os resultados são apoiados por um estudo recente de isótopos de selênio no mesmo intervalo de tempo por pesquisadores incluindo a Dra. Eva Stüeken da Universidade de St Andrews. O Dr. Stüeken e colegas descobriram que o ciclo do selênio foi perturbado de uma forma que só pode ser explicada por uma expansão do oxigênio na superfície do oceano - o suficiente para gerar nitrato e potencialmente sustentar vida complexa. Dr. Andrey Bekker da UC-Riverside, que foi coautor de ambos os estudos, explicou:"Agora sabemos que as condições redox eram favoráveis ​​para a vida complexa evoluir imediatamente após o Grande Evento de Oxidação. A questão é se os eucariotos não evoluíram no início do Paleoproterozóico, quais são os outros controles intrínsecos que determinam a evolução da vida? "